JP2016083678A - Robot hand for injecting molten metal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は注湯用ロボットハンドに関する。 The present invention relates to a pouring robot hand.
従来、注湯用ロボットとして、特許文献1、2に記載のものがある。
特許文献1に記載の注湯用ロボットは、ロボットのアームに注湯機を着脱自在に取付けたものである。注湯機は、アームの先端部に取付けられる基台と、基台に傾動自在に支承される取鍋と、基台に支持されて取鍋を駆動させる専用サーボモータとから構成される。サーボモータに給電する給電線と、取鍋の傾動位置検出用制御電線が、アームの先端部まで配線されている。保持路に貯められている溶湯が取鍋に給湯された後、アームの駆動により取鍋を鋳造機の所定部位に移動し、更にこの取鍋を傾動させることにより、鋳造機の所定部位に注湯可能にするものである。
Conventionally, there are robot pouring robots described in Patent Documents 1 and 2.
The pouring robot described in Patent Document 1 is a robot in which a pouring machine is detachably attached to an arm of a robot. The pouring machine is composed of a base attached to the tip of the arm, a ladle supported by the base in a tiltable manner, and a dedicated servo motor that is supported by the base and drives the ladle. A feed line for feeding power to the servo motor and a control wire for detecting the tilt position of the ladle are wired to the tip of the arm. After the molten metal stored in the holding path is supplied to the ladle, the ladle is moved to a predetermined part of the casting machine by driving the arm, and further, the ladle is tilted to pour it into the predetermined part of the casting machine. It makes hot water possible.
特許文献2に記載の注湯用ロボットは、ロボットのアームに設けられている回動軸にツールチャックを取付け、このツールチャックに取鍋を着脱自在に取付けている。アームの駆動により取鍋を溶湯炉内に降下浸漬し、所定量の溶湯を取鍋に汲み取った後、アームの移動により取鍋を鋳造機の所定部位に移動し、更に回動軸の回動によって取鍋を傾動させることにより、鋳造機の所定部位に注湯可能にするものである。 In the pouring robot described in Patent Document 2, a tool chuck is attached to a rotation shaft provided on an arm of the robot, and a ladle is detachably attached to the tool chuck. The ladle is lowered and immersed in the molten metal furnace by driving the arm, and after a predetermined amount of molten metal is drawn into the ladle, the ladle is moved to a predetermined part of the casting machine by the movement of the arm, and the rotation shaft is further rotated. By tilting the ladle, the molten metal can be poured into a predetermined part of the casting machine.
特許文献1に記載の注湯用ロボットには以下の問題点がある。
(1)例えば垂直多関節ロボットが有する基本3軸及び手首3軸の各駆動モータ以外の、取鍋傾動のための専用サーボモータが余分に必要とされる。
The pouring robot described in Patent Document 1 has the following problems.
(1) For example, a dedicated servo motor for tilting the ladle is required in addition to the basic three-axis and wrist three-axis drive motors of the vertical articulated robot.
(2)取鍋及び専用サーボモータがアームの先端部に取付けられており、取鍋を溶湯炉(Al合金の溶湯温度=670〜760℃程度)内に浸漬して溶湯を汲み上げようとするときには、専用サーボモータの耐熱性確保に困難がある。 (2) When a ladle and a dedicated servo motor are attached to the tip of the arm, and the ladle is immersed in a molten metal furnace (Al alloy melt temperature = about 670 to 760 ° C) to pump up the molten metal It is difficult to ensure the heat resistance of the dedicated servo motor.
(3)アームの先端部まで配線されている給電線、制御電線が周辺機器との干渉、又は溶湯炉内の溶湯による熱的損傷等の電線トラブルを生じ易い。 (3) Power supply lines and control wires wired to the tip of the arm tend to cause wire troubles such as interference with peripheral equipment or thermal damage due to molten metal in the molten metal furnace.
特許文献2に記載の注湯用ロボットには以下の問題点がある。
(1)垂直多関節ロボットが有する手首先端軸を、ツールチャックが取付けられる回動軸として用いるものであり、手首先端軸に取付けられたツールチャックに直に取鍋が取付けられていて、アームの先端部から取鍋までの距離が小さい。従って、取鍋を溶湯炉内に浸漬して溶湯を汲み上げるとき、手首先端軸の軸受部が熱的損傷によって故障し易く、これはロボット本体の故障になることから保守上の多大な困難になる。
The pouring robot described in Patent Document 2 has the following problems.
(1) The wrist tip axis of the vertical articulated robot is used as a rotation axis to which the tool chuck is attached. The ladle is attached directly to the tool chuck attached to the wrist tip axis, and the arm The distance from the tip to the ladle is small. Therefore, when the ladle is immersed in the molten metal furnace and the molten metal is pumped up, the bearing portion of the wrist tip shaft is likely to break down due to thermal damage. .
(2)上述(1)の通り、アームの先端部から取鍋までの距離が小さいことから、取鍋をロボット本体から遠くまで移動できず、鋳造機に対するロボットの注湯範囲が狭い。 (2) As described above in (1), since the distance from the tip of the arm to the ladle is small, the ladle cannot be moved far from the robot body, and the pouring range of the robot relative to the casting machine is narrow.
(3)垂直多関節ロボットが有する手首先端軸からなる回動軸に、ツールチャックを介して取鍋を取付けるものであり、取鍋の周辺にツールチャック等の付属物を伴う。取鍋及び周辺付属物が、溶湯炉からの湯汲時に炉内径に干渉したり、鋳造機に対する浸漬時に鋳造金型に干渉し、湯汲みや注湯の妨げになるおそれがある。 (3) A ladle is attached via a tool chuck to a rotation axis consisting of a wrist tip axis of a vertical articulated robot, and an accessory such as a tool chuck is attached around the ladle. There is a possibility that the ladle and surrounding accessories may interfere with the inner diameter of the furnace when the hot water is drawn from the molten metal furnace or interfere with the casting mold when immersed in the casting machine, thereby hindering the drawing of the hot water and pouring of the hot water.
本発明の課題は、注湯用ロボットのロボットアームに着脱可能に取付けられて用いられる注湯用ロボットハンドにおいて、ロボットアームが有する手首運動機能を活用するとともに、湯汲み作業性及び注湯作業性を向上することにある。 An object of the present invention is to provide a pouring robot hand that is detachably attached to a robot arm of a pouring robot and uses a wrist motion function of the robot arm, as well as hot water pouring workability and pouring workability. It is to improve.
請求項1に係る発明は、腕の先端部に少なくとも手首曲げ部材と手首回転部材とを備え、手首曲げ部材は腕の長手方向に直交する手首曲げ軸まわりに揺動し、手首回転部材は手首曲げ軸に対して直交するように手首曲げ部材に枢支されている手首回転軸まわりに回転し、手首曲げ部材の先端面から突出する手首回転部材にはツール取付面が設けられてなるロボットアームに着脱可能に取付けられて用いられる注湯用ロボットハンドであって、手首曲げ部材の先端面における手首回転部材の突出部まわりに取着され、手首回転軸の軸方向の前方に向けて延在される筒状部材と、手首回転部材のツール取付面に取着され、筒状部材の中空部の内部を手首回転軸の軸方向の前方に向けて延在される軸状部材と、筒状部材における手首曲げ部材の先端面への取着部から手首回転軸の軸方向の前方に離隔されてなる先端支持部に枢支され、該筒状部材の外部に配置されるとともに、軸状部材に連結されて傾動操作可能にされる取鍋とを有してなるようにしたものである。 The invention according to claim 1 includes at least a wrist bending member and a wrist rotating member at the tip of the arm, the wrist bending member swings around a wrist bending axis orthogonal to the longitudinal direction of the arm, and the wrist rotating member is the wrist. A robot arm in which a tool mounting surface is provided on a wrist rotating member that rotates around a wrist rotating shaft that is pivotally supported by the wrist bending member so as to be orthogonal to the bending axis and that protrudes from the tip surface of the wrist bending member A robotic hand for pouring used to be detachably attached to the wrist, and is attached around the protruding portion of the wrist rotating member on the tip surface of the wrist bending member and extends toward the front in the axial direction of the wrist rotating shaft A cylindrical member that is attached to the tool mounting surface of the wrist rotating member, and that extends inside the hollow portion of the cylindrical member toward the front of the wrist rotating shaft in the axial direction; The tip of the wrist bending member in the member It is pivotally supported by a tip support part that is separated from the attachment part to the front side in the axial direction of the wrist rotation shaft, and is arranged outside the cylindrical member and can be tilted by being connected to the shaft-like member. The ladle is made to have.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記軸状部材が、手首回転部材のツール取付面に取着され、筒状部材の中空部の内部を延在される長尺回転軸からなり、前記取鍋が、筒状部材の先端支持部に設けられて該筒状部材の中空部の内外に延在される被動軸に取着されることにより、筒状部材の先端支持部に枢支され、長尺回転軸と被動軸とが、互いに交差配置され、筒状部材の中空部の内部で接続手段を介して連結されてなるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the shaft-shaped member is attached to the tool mounting surface of the wrist rotating member, and is elongated in the hollow portion of the cylindrical member. The tip of the cylindrical member comprises a rotating shaft, and the ladle is attached to a driven shaft that is provided at the tip support portion of the cylindrical member and extends inside and outside the hollow portion of the cylindrical member. The long rotation shaft and the driven shaft are pivotally supported by the support portion, and are arranged so as to intersect with each other and are connected to each other inside the hollow portion of the cylindrical member via a connecting means.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において更に、前記ロボットアームにおける手首曲げ部材の駆動モータと、前記手首回転部材の駆動モータとが、腕の基端部に配置されてなるようにしたものである。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, further comprising: a drive motor for a wrist bending member in the robot arm; and a drive motor for the wrist rotation member. It was made to become.
(請求項1)
(a)ロボットアームを構成する手首曲げ部材の先端面に筒状部材を取着し、同じくロボットアームを構成する手首回転部材のツール取付面に取着した軸状部材を筒状部材の中空部の内部に延在し、筒状部材の先端支持部に枢支した取鍋が軸状部材に連結されて傾動されるものになる。ロボットアームが有する手首運動機能を活用して取鍋を傾動可能にするものであり、取鍋を傾動するための専用サーボモータ等を伴う必要がなく、専用モータのための電力消費を不要にして省エネルギを実現できるし、電線トラブルを招来することもなく、注湯用ロボットの設備コストを低減し、注湯用ロボットによる湯汲み、注湯の生産性を向上できる。
(Claim 1)
(a) A cylindrical member is attached to the distal end surface of the wrist bending member that constitutes the robot arm, and the shaft-like member that is attached to the tool mounting surface of the wrist rotating member that also constitutes the robot arm is the hollow portion of the cylindrical member. The ladle that extends to the inside and pivotally supported by the tip support portion of the tubular member is connected to the shaft member and tilted. It makes the ladle tiltable by utilizing the wrist movement function of the robot arm, and there is no need to use a dedicated servo motor for tilting the ladle, eliminating the need for power consumption for the dedicated motor. Energy saving can be realized, and there is no electric wire trouble, the equipment cost of the pouring robot can be reduced, and the pumping and pouring productivity of the pouring robot can be improved.
(b)ロボットアームの先端部に備えた手首曲げ部材の先端面に筒状部材を取着し、この筒状部材における手首曲げ部材の先端面への取着部から手首回転軸の軸方向の前方に離隔されてなる先端支持部に取鍋を枢支した。これにより、ロボットアームの先端部から筒状部材の先端支持部に枢支した取鍋までの距離は大きく、取鍋を溶湯炉内に浸漬して溶湯を汲み上げるとき、ロボットアームに内蔵されている手首曲げ軸や手首回転軸の軸受部が熱的損傷を受けにくく、ロボット本体の故障を引き起こしにくい。筒状部材に設けた軸状部材等の軸受部の故障は、ロボット本体に及ぶことなく、筒状部材だけの交換、分解等によって簡易迅速に解決できる。 (b) A tubular member is attached to the distal end surface of the wrist bending member provided at the distal end portion of the robot arm, and the axial direction of the wrist rotation axis from the attachment portion of the tubular member to the distal end surface of the wrist bending member. A ladle was pivotally supported on the tip support part that was separated forward. Thereby, the distance from the tip of the robot arm to the ladle pivotally supported by the tip support portion of the cylindrical member is large, and when the ladle is immersed in the molten metal furnace to pump up the molten metal, it is built in the robot arm. The bearing part of the wrist bending shaft and wrist rotating shaft is not easily damaged by heat, and the robot body is not easily damaged. A failure of a bearing portion such as a shaft-like member provided on the cylindrical member can be easily and quickly solved by replacing or disassembling only the cylindrical member without reaching the robot body.
(c)上述(b)の通り、ロボットアームの先端部から筒状部材の先端支持部に枢支した取鍋までの距離が大きいことから、筒状部材の先端支持部に枢支した取鍋をロボット本体から遠くまで伸ばすことができ、鋳造機に対するロボットの注湯範囲を拡張できる。 (c) As described above (b), since the distance from the tip of the robot arm to the ladle pivotally supported by the tip support portion of the cylindrical member is large, the ladle pivotally supported by the tip support portion of the cylindrical member Can be extended far from the robot body, and the pouring range of the robot for the casting machine can be expanded.
(請求項2)
(d)取鍋が、筒状部材の先端支持部に設けられて該筒状部材の中空部の内外に延在される被動軸に取着されることにより、筒状部材の先端支持部に枢支される。即ち、取鍋が筒状部材の先端支持部に設けられた被動軸に直結され、取鍋の周辺に該取鍋の取付けのための大きな周辺付属物を伴うことがない。従って、取鍋及び周辺付属物が、溶湯炉からの湯汲み時に炉内径に干渉するおそれがないし、鋳造機に対する注湯時に鋳造金型に干渉するおそれもない。
(Claim 2)
(d) The ladle is attached to the driven shaft that is provided at the distal end support portion of the cylindrical member and extends to the inside and outside of the hollow portion of the cylindrical member, so that the ladle is attached to the distal end support portion of the cylindrical member. Pivoted. That is, the ladle is directly connected to the driven shaft provided at the tip support portion of the cylindrical member, and there is no large peripheral accessory for attaching the ladle around the ladle. Therefore, there is no possibility that the ladle and peripheral accessories will interfere with the inner diameter of the furnace when the hot water is drawn from the molten metal furnace, and there is no possibility of interference with the casting mold when pouring into the casting machine.
(請求項3)
(e)ロボットアームにおける手首曲げ部材の駆動モータと、手首回転部材の駆動モータとが、腕の基端部に配置される。従って、各駆動モータは溶湯炉内の溶湯によって過熱されるおそれがなく、容易に耐熱性を確保できる。
(Claim 3)
(e) The drive motor for the wrist bending member and the drive motor for the wrist rotating member in the robot arm are arranged at the proximal end of the arm. Therefore, each drive motor is not likely to be overheated by the molten metal in the molten metal furnace, and heat resistance can be easily secured.
(実施例1)(図1、図2、図4、図5)
図1に示す注湯用ロボット100は、ロボットアーム10の先端部に着脱自在に取付けられて用いられる注湯用ロボットハンド20を有し、注湯用ロボットハンド20が備える取鍋23を溶湯汲み取りステーションと注湯ステーションの間で旋回移動する。注湯用ロボット100は、溶湯汲み取りステーションで、溶湯炉30内の溶湯を取鍋23に汲み取り、注湯ステーションで、取鍋23内の溶湯を鋳造機の所定部位に注湯可能にする。
Example 1 (FIGS. 1, 2, 4, and 5)
A
注湯用ロボット100は、ロボット固定台11の上に、該ロボット固定台11の側から順に、ロボット旋回ベース12、上腕13、前腕14、手首ねじり部材15、手首曲げ部材16、手首回転部材17のそれぞれを設けている。
The
ここで、注湯用ロボット100は、ロボット固定台11の側から順に、第1軸J1、第2軸J2……第6軸J6で構成された6軸の垂直多関節ロボットである。第1軸〜第3軸を基本3軸とし、第4軸〜第6軸を手首3軸とするものであり、各軸はいずれも旋回軸であって旋回運動方向を矢印で付記している。
Here, the
今、図1に示した姿勢を基準にして、紙面上右方をX軸、垂直向こう向き方向をY軸、上方をZ軸とする座標系との関連で、各軸の旋回運動の軸方向を示せば次の通りになる。 With reference to the orientation shown in FIG. 1, the axial direction of the turning motion of each axis in relation to a coordinate system in which the right side on the page is the X axis, the vertical direction is the Y axis, and the upper direction is the Z axis. Is as follows.
第1軸J1:Z軸に平行な軸線まわりで、ロボット旋回ベース12をロボット固定台11に対して旋回させる軸
第2軸J2:Y軸に平行な軸線まわりで、上腕13をロボット旋回ベース12に対して前後に動かす軸
第3軸J3:Y軸に平行な軸線まわりで、前腕14を上腕13に対して上下に動かす軸
第4軸J4:X軸に平行な軸線まわりで、手首ねじり部材15を前腕14に対して回転させる軸
第5軸J5:Y軸に平行な軸線まわりで、手首曲げ部材16を手首ねじり部材15に対して上下に振る軸
第6軸J6:Y軸に直交するX軸又はZ軸に平行な軸線まわりで、手首回転部材17を手首曲げ部材16に対して回転させる軸
First axis J1: An axis for rotating the
そして、ロボット固定台11上に旋回可能に搭載されたロボット旋回ベース12の上部には第1軸駆動モータ11、第2軸駆動モータM2及びそれらの減速機が搭載されている。ロボット固定台11とロボット旋回ベース12の内部には、第1軸駆動モータM1の駆動力を第1軸J1に伝達するための駆動要素が配置されている。ロボット旋回ベース12、及びこのロボット旋回ベース12に旋回可能に連結された上腕13の内部には、第2軸駆動モータM2の駆動力を第2軸J2に伝達するための駆動要素が配置されている。
The first
また、前腕14の上腕13に旋回可能に連結された基端部には、第3軸駆動モータM3及びそれらの減速機が搭載されている。上腕13と前腕14の内部には、第3軸駆動モータM3の駆動力を第3軸J3に伝達するための駆動要素が配置されている。
A third shaft drive motor M3 and their reduction gears are mounted on the base end portion that is pivotably connected to the
また、前腕14の基端部に固定的に設けられたモータ取付台14Aには、第4軸〜第6軸の駆動モータM4〜M6、及びそれらの減速機が搭載されている。前腕14、及びこの前腕14に旋回可能に連結された手首ねじり部材15の内部には、第4軸駆動モータM4の駆動力を第4軸J4に伝達するための駆動要素が配置されている。前腕14、手首ねじり部材15、及びこの手首ねじり部材15に旋回可能に連結された手首曲げ部材16の内部には、第5軸駆動モータM5の駆動力を第5軸J5に伝達するための駆動要素が配置されている。前腕14、手首ねじり部材15、手首曲げ部材16、及びこの手首曲げ部材16に旋回可能に連結された手首回転部材17の内部には、第6軸駆動モータM6の駆動力を第6軸J6に伝達するための駆動要素が配置されている。
The
以下、注湯用ロボットハンド20について詳述する。
注湯用ロボットハンド20にあっては、注湯用ロボット100におけるロボットアーム10の第5軸J5を手首曲げ部材16のための手首曲げ軸16Sとし、ロボットアーム10の第6軸J6を手首回転部材17のための手首回転軸17Sとする。従って、注湯用ロボットハンド20は、図2に示す如く、ロボットアーム10における前腕14の先端部に手首ねじり部材15を介して手首曲げ部材16と手首回転部材17とを備える。手首曲げ部材16は前腕14及び手首ねじり部材15の長手方向に直交する手首曲げ軸16S(J5)まわりに揺動し、手首回転部材17は手首曲げ軸16Sに対して直交するように手首曲げ部材16に枢支されている手首回転軸17S(J6)まわりに回転する。手首曲げ部材16の先端面16Fから突出する手首回転部材17にツール取付面17Fが設けられる。一般に、手首回転部材17のツール取付面17Fには溶接トーチや塗装ガン等の作業工具が着脱自在にされる。
Hereinafter, the pouring
In the pouring
注湯用ロボットハンド20は、手首曲げ部材16の先端面16Fにおける手首回転部材17の突出部まわりに、筒状部材21(基端部21A、上中間部21B、筒状部21C、下中間部21D、先端支持部21Eの組立体)を取着して備える。筒状部材21は手首回転軸17S(J6)の軸方向の前方(手首曲げ部材16の先端面16Fから離隔する方向)に向けて延在される。
The pouring
注湯用ロボットハンド20は、手首回転部材17のツール取付面17Fに取着される軸状部材22を備える。軸状部材22は筒状部材21の中空部の内部を手首回転軸17S(J6)の軸方向の前方(手首曲げ部材16の先端面16Fから離隔する方向)に向けて延在される。
The pouring
注湯用ロボットハンド20は、筒状部材21における手首曲げ部材16の先端面16Fへの取着部から、手首回転軸16S(J6)の軸方向の前方(手首曲げ部材16の先端面16Fから離隔する方向)に離隔されてなる先端支持部21Eに枢支された溶湯のための取鍋23を備える。取鍋23は、筒状部材21の外部に配置されるとともに、筒状部材21の内部の軸状部材22に連結され、手首回転部材17の旋回動作によって傾動操作可能にされる。
The pouring
本実施例において、軸状部材22は、手首回転部材17のツール取付面17Fに取着され、筒状部材21の中空部の内部を延在される長尺回転軸からなる。取鍋23は、取鍋23に着脱自在に固定した取付軸24を、筒状部材21の先端支持部21Eに支持されて該筒状部材21の中空部の内外に延在される被動軸25に継手26で同軸結合されることにより、筒状部材21の先端支持部21Eに枢支される。軸状部材22(長尺回転軸)と被動軸25は、互いに交差配置(本実施例では直交配置)され、筒状部材21の中空部の内部で接続手段(本実施例では軸状部材22に設けた傘歯車22Gと被動軸25に設けた傘歯車25Gとを噛合いさせた傘歯車列27)を介して連結される。
In the present embodiment, the shaft-shaped
尚、軸状部材22は、筒状部材21の上中間部21B、下中間部21Dの内径部に設けた軸受28A、28Bにより支持される。被動軸25は、筒状部材21の先端支持部21Eの内径部に設けた軸受29A、29Bにより支持される。各軸受28A、28B、29A、29B等の故障時には、注湯用ロボットハンド20をロボットアーム10の手首曲げ部材16、手首回転部材17から取外した後、筒状部材21の基端部21A、上中間部21B、筒状部21C、下中間部21D、先端支持部21Eを互いに分解し、軸状部材22と被動軸25を分離することにより、それらの軸受28A、28B、29A、29Bを容易に交換できる。
The
注湯用ロボットハンド100は以下の如くに動作する。
(A)溶湯汲み取り動作
i. ロボットアーム10の各軸J1〜J6の旋回動作により、給湯用ロボットハンド20が筒状部材21の先端支持部21Eに枢支して備える取鍋23を溶湯汲み取りステーションに位置付ける。
The pouring
(A) Molten metal drawing operation
i. The
ii. ロボットアーム10の手首曲げ軸16S(J5)の旋回動作によって筒状部材21を図1に示すA方向に揺動させ、該筒状部材21を溶湯炉30の中心軸に沿う方向に配置し、取鍋23を溶湯炉30内に降下浸漬する(図4)。
ii. By swinging the
iii. 溶湯炉30内に浸漬された取鍋23を、ロボットアーム10の手首回転軸17S(J6)の旋回動作によって図1に示すB方向に傾動させ、所定量の溶湯を取鍋23に汲み取る。
iii. The
(B)注湯動作
i. ロボットアーム10の各軸J1〜J6の旋回動作により、溶湯汲み取り済の取鍋23を注湯ステーションにおける鋳造機の所定部位の上に位置付ける。
(B) Pouring operation
i. The
ii. ロボットアーム16の手首回転軸17S(J6)の旋回動作によって取鍋23を所定角度だけ傾動させ、鋳造機の所定部位に必要量の溶湯を注湯する。
ii. The
本実施例の注湯用ロボットハンド20を用いた注湯用ロボット100によれば以下の作用効果を奏する。
According to the pouring
(a)ロボットアーム10を構成する手首曲げ部材16の先端面16Fに筒状部材21を取着し、同じくロボットアーム10を構成する手首回転部材17のツール取付面17Fに取着した軸状部材22を筒状部材21の中空部の内部に延在し、筒状部材21の先端支持部21Eに枢支した取鍋23が軸状部材22に連結されて傾動されるものになる。ロボットアーム10が有する手首運動機能を活用して取鍋23を傾動可能にするものであり、取鍋23を傾動するための専用サーボモータ等を伴う必要がなく、専用モータのための電力消費を不要にして省エネルギを実現できるし、電線トラブルを招来することもなく、注湯用ロボット100の設備コストを低減し、注湯用ロボット100による湯汲み、注湯の生産性を向上できる。
(a) A
(b)ロボットアーム10の先端部に備えた手首曲げ部材16の先端面16Fに筒状部材21を取着し、この筒状部材21における手首曲げ部材16の先端面16Fへの取着部から手首回転軸17Sの軸方向の前方に離隔されてなる先端支持部21Eに取鍋23を枢支した。これにより、ロボットアーム10の先端部から筒状部材21の先端支持部21Eに枢支した取鍋23までの距離L(図4)は大きく、取鍋23を溶湯炉30内に浸漬して溶湯を汲み上げるとき、ロボットアーム10に内蔵されている手首曲げ軸16Sや手首回転軸17Sの軸受部が熱的損傷を受けにくく、ロボット本体の故障を引き起こしにくい。筒状部材21に設けた軸状部材22等の軸受部(軸受28A、28B、29A、29B)の故障は、ロボット本体に及ぶことなく、筒状部材21だけの交換、分解等によって簡易迅速に解決できる。
(b) The
図5に示した従来の注湯用ロボットでは、ロボットアームの先端部から取鍋までの距離Lが殆どない。 In the conventional pouring robot shown in FIG. 5, there is almost no distance L from the tip of the robot arm to the ladle.
(c)上述(b)の通り、ロボットアーム10の先端部から筒状部材21の先端支持部21Eに枢支した取鍋23までの距離が大きいことから、筒状部材21の先端支持部21Eに枢支した取鍋23をロボット本体から遠くまで伸ばすことができ、鋳造機に対するロボット100の注湯範囲K(図4)を拡張できる。
図5に示した従来の注湯用ロボットでは、ロボットの注湯範囲Kは小さい。
(c) Since the distance from the tip of the
In the conventional pouring robot shown in FIG. 5, the pouring range K of the robot is small.
(d)取鍋23が、筒状部材21の先端支持部21Eに設けられて該筒状部材21の中空部の内外に延在される被動軸25に取着されることにより、筒状部材21の先端支持部21Eに枢支される。即ち、取鍋23が筒状部材21の先端支持部21Eに設けられた被動軸25に直結され、取鍋23の周辺に該取鍋23の取付けのための大きな周辺付属物を伴うことがない。従って、取鍋23及び周辺付属物が、溶湯炉30からの湯汲み時に炉内径N(図4)に干渉するおそれがないし、鋳造機に対する注湯時に鋳造金型に干渉するおそれもない。
(d) The
図5に示した従来の注湯用ロボットでは、取鍋41及びツールチャック42等の大きな周辺付属物が溶湯炉の炉内径Nに干渉するおそれがある。
In the conventional pouring robot shown in FIG. 5, large peripheral accessories such as the
(e)ロボットアーム10における手首曲げ部材16のための第5軸駆動モータM5と、手首回転部材17のための第6軸駆動モータM6とが、前腕14の基端部に設けたモータ取付台14Aに配置される。従って、各駆動モータM5、M6は溶湯炉30内の溶湯によって過熱されるおそれがなく、容易に耐熱性を確保できる。
(e) A motor mounting base in which a fifth axis driving motor M5 for the
(実施例2)(図3)
図3に示した実施例2の注湯用ロボット200が、実施例1の6軸の垂直多関節ロボットである注湯用ロボット100と異なる点は、注湯用ロボット100の第4軸J4を撤去し、注湯用ロボット100の第5軸J5、第6軸J6のそれぞれを第4軸J4、第5軸J5とした、5軸の垂直多関節ロボットに本発明を適用したことにある。
(Example 2) (FIG. 3)
The difference between the pouring
即ち、注湯用ロボット200のロボットアーム10にあっては、前腕14に対する手首ねじり部材15の回転動作がないものとされ、第4軸J4を手首曲げ部材16のための手首曲げ軸16Sとし、第5軸J5を手首回転部材17のための手首回転軸17Sとした。これにより、注湯用ロボットハンド20は、前腕14の先端部に直に(手首ねじり部材15を介さずに)手首曲げ部材16と手首回転部材17を備えるロボットアーム10に取付けて用いるものとされた。
That is, in the
従って、このような注湯用ロボット200のロボットアーム10に取付けられた注湯用ロボットハンド20にあっても、手首曲げ部材16の先端面16Fへの筒状部材21の取着構造、手首回転部材17のツール取付面17Fへの軸状部材22の取着構造、筒状部材21の先端支持部21Eへの取鍋23の枢支構造は、実施例1におけると同様であり、実施例1におけると同様の作用効果を奏する。
Therefore, even in the pouring
換言すれば、本発明は手首2軸(手首曲げ軸と手首回転軸)を利用した注湯用ロボットハンドであるため、5軸の垂直多関節ロボットのロボットハンドであっても注湯に利用可能になった。 In other words, since the present invention is a pouring robot hand that uses two wrist axes (wrist bending axis and wrist rotation axis), even a 5-axis vertical articulated robot robot hand can be used for pouring. Became.
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明が適用される注湯用ロボットは、手首曲げ部材と手首回転部材を備える腕を有するものであれば、必ずしも上腕と前腕の両腕を有するものであることを必須としない。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. For example, if the pouring robot to which the present invention is applied has an arm provided with a wrist bending member and a wrist rotating member, it does not necessarily have to have both an upper arm and a forearm.
また、注湯用ロボットハンドを構成する軸状部材(長尺回転軸)と被動軸の接続手段は、傘歯車列に限らず、自在継手等の他の接続手段からなるものであっても良い。 Further, the connecting means between the shaft-like member (long rotating shaft) and the driven shaft constituting the pouring robot hand is not limited to the bevel gear train, and may be other connecting means such as a universal joint. .
本発明によれば、注湯用ロボットのロボットアームに着脱可能に取付けられて用いられる注湯用ロボットハンドにおいて、ロボットアームが有する手首運動機能を活用するとともに、湯汲み作業性及び注湯作業性を向上することができる。 According to the present invention, in the pouring robot hand used detachably attached to the robot arm of the pouring robot, the wrist movement function of the robot arm is utilized, and the hot water drawing workability and the pouring workability are provided. Can be improved.
100、200 注湯用ロボット
10 ロボットアーム
11 ロボット固定台
12 ロボット旋回ベース
13 上腕
14 前腕
15 手首ねじり部材
16 手首曲げ部材
16F 先端面
16S 手首曲げ軸
17 手首回転部材
17F ツール取付面
17S 手首回転軸
20 注湯用ロボットハンド
21 筒状部材
21E 先端支持部
22 軸状部材
23 取鍋
25 被動軸
27 傘歯車列(接続手段)
30 溶湯炉
J1 第1軸
J2 第2軸
J3 第3軸
J4 第4軸
J5 第5軸
J6 第6軸
M1 第1軸駆動モータ
M2 第2軸駆動モータ
M3 第3軸駆動モータ
M4 第4軸駆動モータ
M5 第5軸駆動モータ
M6 第6軸駆動モータ
100, 200 Pouring
30 Molten furnace J1 1st axis J2 2nd axis J3 3rd axis J4 4th axis J5 5th axis J6 6th axis M1 1st axis drive motor M2 2nd axis drive motor M3 3rd axis drive motor M4 4th axis drive Motor M5 5th axis drive motor M6 6th axis drive motor
Claims (3)
手首曲げ部材の先端面における手首回転部材の突出部まわりに取着され、手首回転軸の軸方向の前方に向けて延在される筒状部材と、
手首回転部材のツール取付面に取着され、筒状部材の中空部の内部を手首回転軸の軸方向の前方に向けて延在される軸状部材と、
筒状部材における手首曲げ部材の先端面への取着部から手首回転軸の軸方向の前方に離隔されてなる先端支持部に枢支され、該筒状部材の外部に配置されるとともに、軸状部材に連結されて傾動操作可能にされる取鍋とを有してなる注湯用ロボットハンド。 At least the wrist bending member and the wrist rotating member are provided at the tip of the arm, the wrist bending member swings around the wrist bending axis orthogonal to the longitudinal direction of the arm, and the wrist rotating member is orthogonal to the wrist bending axis. The wrist rotation member that rotates around the wrist rotation shaft pivotally supported by the wrist bending member and protrudes from the tip surface of the wrist bending member is used detachably attached to the robot arm provided with the tool attachment surface. A robotic hand for pouring hot water,
A tubular member attached around the protruding portion of the wrist rotating member at the distal end surface of the wrist bending member, and extending toward the front in the axial direction of the wrist rotating shaft;
A shaft-shaped member attached to the tool mounting surface of the wrist rotating member and extending inside the hollow portion of the cylindrical member toward the front in the axial direction of the wrist rotating shaft;
The tubular member is pivotally supported by a distal end support portion that is separated from the attachment portion of the wrist bending member to the distal end surface of the wrist member in the axial direction of the wrist rotation shaft, and is disposed outside the tubular member and has a shaft. A pouring robot hand comprising a ladle connected to a member and made tiltable.
前記取鍋が、筒状部材の先端支持部に設けられて該筒状部材の中空部の内外に延在される被動軸に取着されることにより、筒状部材の先端支持部に枢支され、
長尺回転軸と被動軸とが、互いに交差配置され、筒状部材の中空部の内部で接続手段を介して連結されてなる請求項1に記載の注湯用ロボットハンド。 The shaft-shaped member is attached to the tool mounting surface of the wrist rotating member, and includes a long rotating shaft extending inside the hollow portion of the cylindrical member,
The ladle is pivotally supported on the tip support portion of the cylindrical member by being attached to a driven shaft provided at the tip support portion of the cylindrical member and extending inside and outside the hollow portion of the cylindrical member. And
The robotic hand for pouring according to claim 1, wherein the long rotating shaft and the driven shaft are arranged so as to cross each other and are connected via a connecting means inside the hollow portion of the cylindrical member.
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